Способ пуска машины переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P1/52 H02K29/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл пуска машин переменного тока, а име но для пуска асинхронизированных синхронных машин. Известен способ пуска мощных син хронных машин, при котором на врем пуска обмотка возбуждения подключае ся к регулируемому или нерегулируемому резистору, а статорные обмотки подключаются непосредственно к пита ющей сети l . Недостатком такого способа является возникновение значительных пус ковых токов, превышающих номинально значение тока статора машины. Известен также способ пуска синх ронной машины, питаемой от преобраз вателя частоты, вентили которого переключаются по сигналам датчика положения ротора 2j , Недостатком способа является слож ность его реализации из-за наличия датчика положения ротора,механически связанного с -валом машины. Применение датчика положения ротора услож няет конструкцию машины, к тому же установка его на уже эксплуатирующихся машинах не всегда возможна. Наиболее близким к изобретению является способ пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору 4ока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконвертору, при которо обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют знаки текущих ЭДС, наведенных в фаза обмотки якоря, с последующим начальным подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора. Причем эти ЭДС используются системой управления инверторомОднако в мощных машинах переменно го тока с несколькими обмотками на массивном роторе система возбу)у;ения включая преобразователи частоты, рассчитс1на на узкий диапазон измензния частоты, например в асинхронизированном синхронном электромеханическом преобразователе частоты, либо лишь на доворот вектора потока магнитного поля ротора, например, в синхронной машине с продольно-поперечным регулированием возбуждения. Длительная работа с увеличением частоты напряжения питания обмоток возбуждения ведет к увеличению потерь в роторе. Применение известного способа пуска таких машин требует специального выполнения ротора, завышения установленной мощности преобразо вателей частоты в цепи возбуждения и в то же время не обеспечивает достаточного по величине значения пускового электромагнитного момента. Таким образом, этот способ пуска не может найти применение в мощных асинхронизированных синхронных машинах из-за низкой эффективности и надежности. Целью изобретения является повышение эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового вращающего момента машины переменного тока. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, дополнительно задают груяпу вентилей инвертора,включаемую первой, создавая этим caNBJM требуемую комбинацию знаков ЭДС,наведенных в фазах обмотки якоря, и при их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной группы вентилей инвертора и в процессе разгона поддерживают значения токов в фазах индуктора постоянными. На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ пуска машины переменного тока; а на фиг.2 - кривая изменения момента. Схема содержит асинхронизированную синхронную машину 1, обмотка якоря 2 которой подключена к зависимому инвертору 3 тока, а обмотка индуктора 4, как минимум двухфазная, подключена к выходам циклоконверторов 5, датчики б ЭДС фаз 7-9 якоря, выходы датчиков б подсоединены к логическому блоку 10, который в свою очередь Первыми шестью выходагда подключен к первому блоку управления 11 инвертором, а другим выходом - к второму блоку 12 управления циклоконверторами. Инвертор 3 тока содержит вентили 13-18. Вращающий электромагнитный момент машины определяется зависимостью , где ( - угол между магнитными ося якоря и индуктора или меж ду совпадающими по направ лению с ними, изображающи мися век торами магнитных потоков Ф, поля якоря и cpj поля возбухсдения, М - максимальное значение эле тромагнитного вращающего момента машины приЦ) Кривая изменения электромагнйтного вращающего момента в зависимости от углового положения изображающего векто а магнитного потока возбуждения CP;J для данной пары вентилей, например, 17-18 инвертора представле на на фиг.2. Среднее значение электромагнитного момента машины на интервале повто ряемости работы инвертора тока, равном It /3 рад, определяется заштрикованной площадью (фиг.2) и принимает свое наибольшее значение при изме нении угла ( в диапазоне от к /3 до Йй/З, т.е. при начальном значении угла между магнитными осями индукто ра и якоря с HQ4 Способ поясняется на примере ботыустройства (фиг.1). Для пуска машины переменного тока конкретно асинхронизированной синхронной машины 1, циклоконверторами 5 изменяют токи в фазах обмотки индуктора 4. Пространственный сдвиг фазных обмоток индуктора и временной сдвиг протекающих по ним токов обуславливает наличие магнитного поля, вращающегося относительно неподвижных индукторов 4 и якоря 2 с заданной частотой. Изображающий век тор магнитного потока индуктора Ф вращается вместе с магнитной осью индуктора. С помощью датчиков 6 определяют знаки ЭДС, наведенных в фаЗсос 7-9 обмотки якоря 2. На выходе датчиков 6 формируется логические сигналы YT ,4.8 , 5 соответствующие положительной полярности ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря, 7 соответствующие отрицательной полярности ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря. Эти сигналы поступают на входы логического :блока 10, реализующего логические функции Ys-ti.-v, 7- 7 -Y Y 89 & 7 75 Y .Y , 9 9 .у-98 8 Q,-Z 79 e9 6T -297-f2,gi2 Логическая функция Z j-g принимает значение логической 1 при совпадеНИИ изображающего вектора cpj . магнитного потока индуктора с магнитной осью поля якоря, образованной полями фаз 7 и 9, вызванными протеканием тока через вентили 13 и 14 инвер тора 3. Аналогично, Zg „соответст f4вует совпадению вектора с магнитной осью фаз 8 и 9 в результате протекания тока по вентилям 14 и 15. Далее соответственно фаз 7 и 8, венмагнитнаятили 15 и Zq-j магнитная ось фаз 9 и 7, вентили 16 и 17J магнитная ось фаз 9 и 8, вентили 16 и 18/ магнитная ось фаз 7 и 8, вентили 18 Функция QI принимает значение логической 1 при совпадении вектора Ф. магнитного потока поля индуктора 4 с любой магнитной осью фаз обмоток якоря. По сигналу Q , поступающему на вход блока 12 управления циклоконверторами 5 запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора 4, циклоконверторы ,55 переводят в режим выпрямителей и в дальнейшем поддерживают значения токов в фазах индуктора 4 постоянными. Этим самым фиксируют в пространстве положение вектора магнитного потока и магнитной оси магнитного поля индуктора. Сигналу Q ;, ( соответствует один из сигналов lC - 7, 8, сигналов 2 j 9/ 7, В, 9/, который поступает на соответствующий вход блока 11 управления инвертором 3 и включает группу вентилей инвертора, протекание через которые определяет магнитную ось якоря и положение изобр жающего вектора магнитного потока i поля якоря, сдвинутых относительно изображающего вектора магнитного потока Ф поля индуктора на начальный угол Ц)j, 7/3 по направлению вращения вала. Соответствие между сигналами 1 и номерами вентилей инвертора 3, которые включают первыми, таково.

СПОСОБ ПУСКА МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле, в обмотках индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы венти.1ей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового враидающего момента машины, задают группу вентилей инвертора, включаемую пepвoЙJ создавая этим самым требуемую комбинацию знаков .ЭДС, сравнивают с ней текущую комбинацию знаков ЭДС, наве- g денных в фазах обмотки якоря, и при (Л их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной груп- 5 пы вентилей инвертора и в процессе разгона поддерживают значения токов в фазах обмотки индуктора постоянными . ot со

Перед пуском машины вначале выбирают группу вентилей инвертора тока,, 5 включаемую первой, т.е. функцию ;; 1/ тем самым определяют положение